由于Landau量子化，在介观器件中广泛观察到磁场中电导的量子振荡(QO)，因此QO通常用作测量金属费米表面的有力工具。相反，由于间隙中的状态密度为零，绝缘体通常不存在QO。

科学家发现相关绝缘体中的量子振荡

中国科学院物理研究所杨伟博士和张光宇博士领导的团队报道了扭曲双双层石墨烯中相关绝缘体异常量子振荡的观察结果。他们的论文题为“莫尔超晶格的场诱导相关绝缘体中的量子振荡”，发表在《科学公报》上。

基于石墨烯的莫尔超晶格由两片以扭曲角度堆叠的单层或多层石墨烯组成，已知具有莫尔平带和相关状态。一个典型的例子是扭曲的双双层石墨烯(2+2)，除了扭曲角之外，其能带结构还可以通过电场进一步调整，从而允许原位调整平带和相关强度。

在这项研究中，研究人员观察了2+2莫尔带半满时的自旋极化和谷极化相关绝缘体。凭借其高度可调的特性，2+2提供了一个新平台，用于发现相关绝缘状态中的新奇异相。

该团队长期以来一直致力于探索莫尔超晶格中的量子输运行为。此前，他们发现由于垂直磁场中的轨道塞曼效应，在扭曲双层石墨烯的能带半填充处出现了具有谷极化的新相关绝缘体。

令他们惊讶的是，他们发现2+2中相关绝缘体的电阻随磁场的倒数周期性振荡，类似于金属中的ShubnikovdeHaas振荡。QO的整体绝缘证据显示在~150kΩ的高振荡幅度及其温度依赖性以及反相行为中。

此外，绝缘QO可通过电场强烈调节。从1/B周期提取的载流子密度几乎随D从-0.7到-1.1V/nm呈线性下降，表明费米面减少;Lifshitz-Kosevich分析的有效质量非线性地依赖于垂直电位移场(D)，在D=~-1.0V/nm时达到最小值0.1me。

为了解释这些异常现象，研究人员建立了一个现象学倒带模型。利用从实验中提取的参数，模型中的态密度计算定性地再现了相关绝缘体的电场可调QO。

本研究中对绝缘体QO的观察与其他强相关系统(如Kondo绝缘体、拓扑绝缘体和激子绝缘体)建立了密切联系，强烈表明在该系统中将发现更多奇异相。